直流电机调速方法及闭环控制特性分析

在运动控制学的期末考试中，涉及到的关键知识点包括直流电动机的调速方法及其特点、调速范围和静差率的定义及关系、闭环和开环系统的比较、转速闭环无静差调速系统的干扰抑制和电流截止负反馈的工作原理，以及M测速法和T测速法的介绍。 首先，直流电动机的调速方法主要有三种： 1. **电压调速**：通过调节电枢供电电压U实现无级平滑调速，适用于广泛的转速控制需求，但需注意在一定范围内操作。 2. **磁通调节**：通过减弱励磁磁通∮，可在额定转速以上进行小范围的弱磁升速，但调速范围有限。 3. **电阻调速**：改变电枢回路电阻R实现有级调速，但受制于硬件限制，调速精度较低。 **调速范围和静差率**是衡量系统性能的重要指标。调速范围[pic]表示电动机在额定负载下的速度变化幅度，而静差率[pic]则反映系统在负载变化时的转速稳定性。两者的平方根关系表明，静差率越小，调速范围越受限。 **闭环与开环系统**的区别在于是否具有反馈控制。开环系统在扰动下转速降落[pic]较大，而闭环系统由于引入了测速反馈，转速降落[pic]较小，因此闭环调速范围大于开环，且静差率更低。 **转速闭环无静差调速系统**能够有效抑制如电源电压波动、电动机励磁变化、放大器输出电压漂移以及温度引起的电阻增大的干扰，因为这些变化都会被测速装置检测并通过反馈机制调整。然而，测速反馈系数α不受闭环控制，因此无法有效抑制。 **电流截止负反馈**是一种限流机制，通过比较电流和设定值来控制电动机的电流。当电流过大时，二极管导通，提供负反馈信号限制电流，保护系统安全。 最后，**M测速法**和**T测速法**是两种测量转速的方法。M测速法依赖于在固定时间[pic]内脉冲计数，转速与脉冲数量成正比，其优点是分辨率与实际转速无关；T测速法则基于周期性信号，如Tacho轮或霍尔元件，但可能受到机械磨损和环境因素影响，精度受实际转速影响。 了解并掌握这些知识点对于运动控制的学习和期末考试至关重要。复习时不仅要记住定义，还要理解背后的原理和应用场合，以便灵活运用到实际问题中。